Warum leuchtet eine LED, wenn ich sie berühre?

Ich habe einige superhelle LED-Komponenten, die ich in einem Steckbrettprojekt verwende. Zu meiner Überraschung stellte ich fest, dass, wenn ich ein Bein der LED erde und das andere (nicht verbundene) Bein mit meinem Finger berühre, es sehr schwach aufleuchtet. Die Polarität spielt keine Rolle. Warum passiert das? In dieser "Schaltung" gibt es keine Stromquelle, die ich kenne.

BEARBEITEN:

In den Kommentaren wurde darauf hingewiesen, dass ich dies etwas irreführend formuliert habe. Lassen Sie mich noch einmal darauf eingehen, und zwar mit der folgenden Einschränkung: Ich bin zuversichtlich, dass die folgenden Wechselwirkungen korrekt sind, aber ich bin mir nicht sicher, was genau Die Terminologie sollte sein.

Als Person sind Sie größtenteils eine Radiowellenquelle. Zusätzlich zu den unzähligen Elektronenquellen, auf die ich weiter unten hingewiesen habe, richten Sie Radiowellen kontinuierlich in extrem kleine Wechselströme / -wirbel um. In der Tat: Sie sind eine große, wirklich ineffektive Antenne.

Nachdem die Elektronen auf der Oberfläche Ihrer Haut, die sich angesammelt haben, als Gleichstrom abfließen, schwankt der Unterschied zwischen Ihnen und dem Boden im Laufe der Zeit mit den von Ihnen gleichgerichteten Funkwellen. In den USA wird dies größtenteils von 60 Hz dominiert, wobei die Frequenz des Wechselstroms in alle Ihre Steckdosen fließt.

Ursprüngliche Antwort:

"Superhelle" LEDs oder andere hocheffiziente LEDs sind so konzipiert, dass sie eine sehr kleine Menge Strom in Licht umwandeln. Da sich der menschliche Körper wie ein großer Kondensator verhält und Sie sich in einer Umgebung befinden, die von (harmlosen) Radiowellen und Elektronen überflutet ist, die einen rasenden Sprung durch die Luft machen oder von Ihren Kleidern oder verschwommenen Teppichen abgezogen werden: Sie neigen dazu, sich etwas aufzubauen kostenlos!

In den meisten Umgebungen blutet dies durch den Kontakt mit weniger geladenen Substanzen und manchmal einfach durch die weniger geladenen Moleküle in der Luft (insbesondere Feuchtigkeit in Form von Feuchtigkeit).

Wenn Sie dieser Ladung einen anderen Weg zur Erdung geben, wie z. B. Durchgangs- und LED-Bein, werden Sie diese Ladung etwas schneller ablassen und eine kleine Menge Strom durch das Bein leiten. Dies reicht aus, um dieses extrem hocheffiziente Element sehr schwach zum Leuchten zu bringen!

Nun, warum es auf beiden Beinen funktioniert: Es gibt eine Spannungsschwelle, die über eine Diode gelegt werden muss, um elektrischen Strom durchzulassen (Silizium liegt bei Raumtemperatur im Allgemeinen bei 0,7 V, Galliumarsenid bei 0,3 V usw.) Strom, der sich auf Ihrer Haut ansammelt, ist Wechselstrom. Was am Ende passiert, ist, dass die LED einen winzigen Wechselstrom um diese Schwelle erhält und der Diodenteil der Leuchtdiode bedeutet, dass der Strom nur "richtig" fließt. Also Licht!

Hoffentlich hilft das.

In dieser "Schaltung" gibt es keine Stromquelle, die ich kenne.

Stellen Sie sich einen Funkempfänger aus Kristall vor , es gibt ebenfalls keine offensichtliche Stromquelle - keine Batterien, kein an das Stromnetz angeschlossenes Netzteil. Dennoch erzeugt es Schallwellen durch einen Hörer. In diesem Fall wird Energie verwendet, um den Kreislauf mit Strom zu versorgen und Druckwellen in der Luft zu erzeugen. Diese Energie kommt alles von der Antenne.

Es braucht eigentlich nicht viel Energie, um eine LED sehr schwach zu beleuchten. Früher hatte ich eine 2 AA Aluminium LED Taschenlampe in meinem Auto. Es wird nicht viel genutzt. Eines Tages bemerkte ich, dass es nicht sehr gut funktionierte. Dann bemerkte ich, dass es schwach leuchtete, als es ausgeschaltet wurde . Ich öffnete die Taschenlampe und stellte fest, dass die AA-Batterien ausgelaufen waren und der ausgelaufene Elektrolyt den Schalter in der Endkappe überbrückt hatte. Offensichtlich war die Taschenlampe ruiniert und ich vermute, dass die Batterien die Spannung nicht stark beeinträchtigten. Für mich hat dies gezeigt, dass eine nominelle 2-V-LED mit einer sehr geringen Menge an Leistung tatsächlich sehr schwach beleuchtet werden kann. Ich wünschte jetzt, ich hätte Messungen durchgeführt.

Wenn ich ein Bein der LED erde und das andere (nicht verbundene) Bein mit meinem Finger berühre, leuchtet es sehr schwach auf

Höchstwahrscheinlich fungiert Ihr Körper als Antenne und nimmt eine starke lokale Quelle elektromagnetischer Strahlung auf, höchstwahrscheinlich " Netzbrummen " von Ihren nahegelegenen Elektrogeräten und Kabeln.

Das Netzbrummen ist für Entwickler von Audioanwendungen ein großes Ärgernis, und viele Menschen haben das Einspeisen von Netzbrummen in einen Stromkreis erlebt, wenn Teile des Geräts berührt wurden.

Die Polarität spielt keine Rolle.

Dies sagt uns, dass das eingespeiste Signal im Wesentlichen Wechselstrom und nicht Gleichstrom ist.

Netzbrummen ist AC

Jede Art von statischer Aufladung ist Gleichstrom - es handelt sich entweder um einen Aufbau von Oberflächenelektronen oder von positiven Ladungsträgern - sie wechselt nicht (wenn dies der Fall wäre, würde man sie nicht als statisch bezeichnen). Diese Oberflächenträger werden typischerweise durch einen mechanischen Prozess hergestellt, der Reibung beinhaltet. Im Allgemeinen erfolgt keine kontinuierliche Aufladung, wenn Sie die Quelle der statischen Aufladung (Katze, Teppich usw.) nicht mehr reiben.

Wie Jim bemerkte, ist eine LED eine Diode und eine Diode wird jedes Wechselstromsignal mit einer Halbwelle gleichrichten. Während der Hälfte des Wechselstromzyklus wird Licht erzeugt. Es ist egal, in welche Richtung es geht. Ihre Ausrichtung beeinflusst nur, ob sie während des negativen Teils des Zyklus oder während des positiven Teils des Zyklus Licht erzeugt.

WARNUNG: Stromschlaggefahr! Alte Frage, aber dieser LED-Lichteffekt ist verdächtig. Wenn Sie diesen Effekt sehen, überprüfen Sie ihn möglicherweise auf Gefahren.

Wenn eine Gleichstromversorgung ernsthaft fehlerhaft ist, liegt möglicherweise eine gefährliche Wechselspannung an einer oder beiden Gleichstromausgangsklemmen an. Dadurch leuchtet leicht eine LED, die zwischen dem Netzteil und Ihrem Körper angeschlossen ist (wobei Ihr Körper ein paar hundert Picofarad Kapazität für nahegelegene geerdete Metallrohre, Metall in Fußböden usw. bereitstellt).

Verwenden Sie Ihr DVM-Gerät zur Messung der Netzwechselspannung, um eine Gefährdung festzustellen. Schließen Sie es sehr vorsichtig an den "Erdungsanschluss" Ihrer Stromversorgung und an einen echten "Erdungsanschluss" oder "grünen Erdungsanschluss" an. Eine echte Erdverbindung ist an der Metallschraube an jeder Wechselstromsteckdose verfügbar, auch an freiliegenden Metallrohren in der Garage oder im Keller.

Wenn Sie eine Spannung von 120 VAC (oder 220 VAC UK) zwischen der Erde und Ihrer "Versorgungsmasse" feststellen, ist die Gleichstromversorgung wahrscheinlich intern mit der vollen Netzwechselspannung verbunden . Ihr "Boden" ist tatsächlich unter Spannung und birgt die Gefahr eines Stromschlags.

Auf der anderen Seite, wenn Sie eine viel niedrigere Spannung als 120VAC finden, dann ist es wahrscheinlich nicht gefährlich.

Viele Gleichstromversorgungen haben potentialfreie Ausgangsanschlüsse, wenn es um Wechselstrom geht. Sie sind jedoch nicht wirklich potentialfrei, da die Niedervolt-Sekundärwicklung ihres Transformators normalerweise eine kapazitive Kopplung mit der 120-VAC-Primärwicklung aufweist. Eine typische "schwebende" Spannung an der Sekundärwicklung des Transformators liegt bei 40-70 VAC, wobei der Transformator als kapazitiver Spannungsteiler fungiert und einige Picofarad Kapazität die gesamte Sekundärwicklung zwischen Wechselstromnull und Wechselstromleitung "verbinden". Bei einer so geringen Kapazität in Reihe mit dem ~ 60 VAC-Signal kann es höchstens einige Mikroampere in Bezug auf eine Erdverbindung liefern. (Dies ist mehr als genug, um einen DVM-Voltmeter-Eingang anzusteuern, um die große Spannung zu erkennen. Aber viel zu niedrig, um gefährlich zu sein, oder sogar durch menschliche Berührung erkennbar. Keine Stöße.)

Außerdem: Wenn die Kapazität zwischen der Primär- und Sekundärseite eines DC-Versorgungstransformators ziemlich groß ist (viele hundert pF) und Sie dann eine LED zwischen einer grünen Masse und einem Ihrer DC-Versorgungsanschlüsse anschließen, leuchtet die LED möglicherweise schwach auf . Dies liegt daran, dass die LED im Vorwärtszyklus blinkt und dann im Rückwärtszyklus ausfällt, sodass über diesen Zwischenwicklungskondensator etwas Wechselstrom geleitet werden kann. (Eine ideale LED blinkt nur einmal, wenn sie zum ersten Mal angeschlossen wird, da sie die Reihenkapazität auflädt, wodurch jedes weitere Gleichstromsignal blockiert wird. Echte LEDs gehen kaputt, wenn sie in umgekehrter Richtung Dutzenden von Volt ausgesetzt werden.)

Sonstiges: Messen Sie Ihre DC- und AC-Körpervolt gegen Erde. In Häusern vor den 1940er Jahren ohne Metallleitung oder Erdungsdrähte in den Wänden können die beim Menschen auftretenden 60 Hz viele Volt betragen. Außerdem habe ich eine Meile von einem AM-Funkturm entfernt gelebt und es hat alle möglichen Dinge wie dieses verursacht. Mobilfunkmasten könnten dasselbe tun (überprüfen Sie die HF-Spannung Ihres Körpers mit einem Zielfernrohr?). Wenn Sie nun nur reinen Gleichstrom an Ihrem Körper sehen und die LED nicht aufleuchtet, wenn Sie umgekehrt einhaken, ist das unmöglich! Ihr Körper muss Ionen in die Luft pumpen, die mehrere hundert Mikroampere wert sind.

Und schließlich ... verwenden wir aus diesem Grund in Instrumenten und Audiogeräten teure "elektrostatisch abgeschirmte" Leistungstransformatoren. Diese sorgen für eine innere Metallfolie zwischen den Wicklungen, und die Folie kann geerdet werden (zur tatsächlichen Erde). Wir wollen nicht, dass ein 60-Hz-Leitungssignal über die Sekundärwicklungen des Transformators eingespeist wird, selbst wenn es nur Mikroampere sind, die durch einige Picofarad-Kapazitäten kommen.

Gestrahlte E-Felder und Leitungsfilterströme auf Stromleitungen und SMPS können Nahfeldspannungen abstrahlen. Diese niederfrequenten Wellen mit hoher Impedanz sind absolut sicher. Bei AM- und FM-Radios können Sie sogar ein besseres Signal erhalten, wenn die Antenne schlecht ist.

Stromleitungen in der Nähe sind absolut sichere Werte für niederfrequente Strahlung. Mit einem langen Antennendraht im Raum und Ihrem Körper als Kondensator können mindestens 50 Vss mit einer 10-M-Sonde gemessen werden, ohne die Erdungsklemme oder das Gehäuse zu berühren. Dieser Wert fällt bei einer 1M-Sonde etwas ab, was auf die hochohmige Kopplung von Luft mit Ihrem dielektrischen Körperstrom hinweist, und kann zu einem Mikroampere-Bereich von x bis xx führen. Bei 100 uA können Sie etwas fühlen, wenn Sie sich an einem empfindlichen Teil Ihres Knies oder Handgelenks befinden.

Dieser xx uA-Strom reicht gerade aus, um kleine LEDs mit hoher Effizienz und Helligkeit zu beleuchten.

Durch potentialfreie Netzteile und lange Kabel zum Netzstecker wird die Koppelkapazität dieser winzigen Leckströme erhöht. (Sicherheitstests erlauben 250uA) Erdung Ihres 0VDC unterdrückt diesen Effekt.

Der menschliche Körper ist ein riesiger Kondensator. So funktioniert der Kappensinn, deshalb können Sie sich statisch aufladen und Menschen zappen. Sie sind aufgrund der Kapazität Ihres Körpers und der unterschiedlichen Spannungspotentiale zwischen Ihrem Körper und dem von Ihnen verwendeten Boden die Quelle der elektrischen Energie.

Der gleiche Grund, warum zwei Stromkreise, die miteinander sprechen möchten, normalerweise geerdet werden müssen, da sich ansonsten ein unterschiedliches Spannungspotential zwischen ihnen befindet.

Gehen Sie zu diesem Link und Sie werden sehen, warum ein Kristallset unter den richtigen Bedingungen leicht eine LED zum Leuchten bringen kann:

http://theradioboard.com/rb/viewtopic.php?f=2&t=6464

Die LED meiner Wahl war ursprünglich auch eine rote LED, aber bei Tageslicht sind sie schwer zu erkennen. Ich habe dann eine "wasserklare" blaue LED verwendet, die sehr hell aufleuchtet, basierend auf einer Gleichstromkomponente des gleichgerichteten Signals und einer restlichen Trägerwelle. Die Last ist kapazitiv, da Kristallohrhörer im Wesentlichen ein Pietzo-Element sind (2 Platten, die durch einen Isolator getrennt sind - das Pietzo-Kristallmaterial).

Ich persönlich bin nicht zufrieden, dass ein Brummen von 50 oder 60 Zyklen eine LED auslöst. Meine höchste Spannung, die ich vor kurzem mit dem Ausgang des Quarzsets erzielt habe, betrug 3,2 Volt Gleichspannung. Es kann getan werden ...

Elektronen fließen immer und tanzen darüber, ob es in einem Stromkreis eine gibt oder nicht, was Sie hier sehen, ist, dass sie die Komponente in der LED aufregen, wenn sie auf Masse gehen. Alles, was Sie sind, ist eine Masse, es ist so einfach

Das Leben ist von Natur aus elektrisch. Nervenimpulse sind elektrisch. Wenn der Tod eintritt, hört die elektrische Aktivität auf. Scheint logisch, dass eine kleine Menge Strom in den Stromkreis abfließt.